I. Vitesse à la surface d'un courant

a. Flolteara.

Le moyen le plus simple et le plus en usage pour mesurer directement la vitesse V maxima à la surface d'un cours d'eau consiste dans l'emploi de flotteurs. Ce sont des corps légers, d'une densité un peu inférieure à celle de Teau, tels que le liège ou-le bois, et convenable-

ment lestés pour ne pas s'élever sensiblement au-dessus de la surface liquide. L'on emploie aussi à cet usage dés sphères métalliques creuses, qu'on leste avec de la grenaille de plomb jusqu'à ce qu'elles soient plongées presque complètement. Les flotteurs ne peuvent servir à me^ surer une vitesse autre que V, c'estrà-dire celle du filet le plus rapide, car ils ne sauraient se maintenir dans la direction nécessaire si on les plaçait entre ce filet et la rive. Voici comment on peut opérer avec ce genre d'hydromètres.

Après avoir choisi une portion du cours d eau assez régulière pour présenter un mouvement uniforme et^ de préférence, le plus droite possible, on détermine sur une rive deux points A et B distants entre eux de N mètres, parallèlement à la ligne de plus grande vitesse de la surface du courant. Un premier observateur, muni de n flotteurs, se tient à la hauteur du point A situé en amont ; uii second, placé en B, est chargé d'observer la mesure du temps T, depuis le moment où le premier flotteur quitte le point A jusqu'à ce que le n"^* passe devant le point B. Notons que l'observateur d'amont ne lâche le second flotteur qu'au moment où celui d'aval lui indique par un signe que le premier flotteur est arrivé à sa hauteur, en B; ainsi de suite pour les suivants jusqu'au n"»«. De cette opération l'on conclut :

Comme il se pourrait qu'il n'y eût pas toujours coïncidence complète entre l'instant où un flotteur achève sa course et celui où le suivant la commence, il faut donner à AB une longueur sufiisamment grande pour que cette circonstance ne produise quune erreur en temps

de peu d'importance par rapport à — . D'un autre côté, il faut limiter

convenablement la distance, sinon la vitesse pourrait varier d'autant plus sur ce parcours que la régularité du lit serait moins constante.

b. irolMil à «nbes.

Dubuat a employé avec succès, pour la mesure de V, une roue en sspin, de O'^JZ de diamètre, et garnie de 8 aubes ou palettes carrées de O^jOS de côté. Elle était montée sur un arbre de même bois, tour-

nant au moyeo de petits tourillons en fer dans des crapaudines en cuivre. Le poids de tout Tinstrument n'atteignait guère 0'',70. ' Si Ton établit une roue analogue sur un courant de façon qu'une palette plonge dans le liquide, en admettant que la résistance à la rotation de la roue soit sensiblement nulle, la vitesse de Teau sera égale à celle du centre de percussion de la palette, vitesse que Ton déduit aisément du nombre de tours, en ayant soin de.mesurer les longueurs parcourues sur la circonférence décrite par les centres de percussion. L'on pourrait, pour plus d'exactitude, équilibrer d'avance les frottements au moyen d'un poids suspendu à l'arbre par une corde qui se déroulerait pendant la rotation.

c. JPcBdnlo hydr^aiélii^ne.

Le pendule hydrométrique se compose d'une boule d'ivoire ou de métal creux, suspendue par un fil dont l'extrémité est fixée au centre d'un quart de cercle gradué. Le poids P de la sphère doit être supérieur à celui d'un égal volume d'eau, et elle doit rester complètement immergée pendant toute la durée de l'opération.

L'instrument étant établi au-dessus du point dont on veut mesurer la vitesse, la pression Q du courant contre la sphère fera prendre au fil de suspension une certaine inclinaison a sur la verticale; il-y aura dès lors équilibre entre cette pression et la composante horizontale CD (fig. 64) ou P tang. a; d'où :

Q = P tang. a

Or, nous avons vu au chapitre V que la pression Q exercée par un liquide contre un obstacle fixe est égale au produit du carré delà vitesse relative V de ce liquide par un coefiicient C, constant pour des corps de même forme et de mêmes dimensions ; l'on peut donc poser :

Q = CV« et, comme conclusion :

TT tang. a

Pour tarer un pendule hydrométrique donné c'est-à-dire pour déterminer la valeur de la constante C qui correspond aux dimensions

de sa sphère, il suffira d'opérer sur lin courant de vitesse connue V; Ton aura encore : '

et, de là :

y/^iang../

P tang. OL

V == v \ / ^°^- "" Le quart de cercle gradué donne directement les angles a et cl\